RU2125082C1 - Method and power-process plant for thermally processing solid fuel - Google Patents

Method and power-process plant for thermally processing solid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2125082C1
RU2125082C1 RU96109423A RU96109423A RU2125082C1 RU 2125082 C1 RU2125082 C1 RU 2125082C1 RU 96109423 A RU96109423 A RU 96109423A RU 96109423 A RU96109423 A RU 96109423A RU 2125082 C1 RU2125082 C1 RU 2125082C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
plasma
temperature
solid fuel
jet
Prior art date
Application number
RU96109423A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109423A (en
Inventor
Анатолий Тимофеевич Неклеса
Original Assignee
Малое инновационное научно-производственное предприятие "Колорит"
Анатолий Тимофеевич Неклеса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое инновационное научно-производственное предприятие "Колорит", Анатолий Тимофеевич Неклеса filed Critical Малое инновационное научно-производственное предприятие "Колорит"
Publication of RU96109423A publication Critical patent/RU96109423A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125082C1 publication Critical patent/RU2125082C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: heat-power engineering. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to thermally processing various-type organic wastes, including low-grade coal slack Ц coal production waste, utilizing low-temperature plasma jet. Method involves gasification of solid fuel in presence of gasification agent, feeding unreacted solid fuel into regasification stage in presence of oxidant, and separating gas and solid products. Blowing through solid fuel supplied in dosed mode by oxidizing plasma jet results in production of synthesis-gas, which, affected by plasma jets under pressure 6000-15000 Pa, is directed into high-temperature receiver and then to consumer. Unreacted solid fuel residue is additionally heated to form melt, which is poured out into melt accumulator to be blown there with reductive plasma jet at 2000-2050K to produce ferrosilicon. Exhausted melt is transferred into stabilization reactor, wherein temperature is maintained within 1600-1800K range by means of plasma jet, and then onto spraying plasma jets positioned at angle 15-60 deg. to axis of exhausted melt jet to produce fibrous materials. Plant comprises in-series installed synthesis-gas-production gasifier, melt accumulator, stabilization reactor, and precipitation tower for fibrous material production. Above-listed modules are interconnected by lined canals and are provided with plasmotrons generating plasma jets and which are temperature- and pressure-controlled in dependence on desired product production process. EFFECT: enabled continuous processing cycle with complete recovery of worthy product and no damage to environment. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к переработке различных органических отходов, в т.ч. низкокачественного шлама - отходов угольного производства, струей низкотемпературной плазмы. The invention relates to a power system, in particular to the processing of various organic waste, including low-quality sludge - waste from coal production, a jet of low-temperature plasma.

Известен способ термической переработки твердого углеродсодержащего топлива, включающий подачу топлива в верхнюю часть газификатора, подачу газифицирующего агента, содержащего O2, в нижнюю часть газификатора, нагрев и газификацию топлива, отвод газообразных продуктов газификации из верней части, а твердых негорючих продуктов из нижней части газификатора при температуре от 100 до 500oC (а.с. СССР N 1761777 C 10 J 3/00 от 15.09.92 г. Б. И. N 34).A known method of thermal processing of solid carbon-containing fuel, comprising supplying fuel to the upper part of the gasifier, supplying a gasifying agent containing O 2 to the lower part of the gasifier, heating and gasifying the fuel, removing gaseous gasification products from the upper part, and solid non-combustible products from the lower part of the gasifier at a temperature of from 100 to 500 o C (AS USSR N 1761777 C 10 J 3/00 from 09/15/92 B.I. N 34).

Недостатком указанного способа является низкая эффективность переработки и неполное извлечение ценных компонентов, в результате чего потребителю могут отпускаться сравнительно дешевые химпродукты низкокалорийного синтез-газа и серусодержащий продукт. The disadvantage of this method is the low processing efficiency and incomplete extraction of valuable components, as a result of which relatively cheap low-calorific syngas chemical products and a sulfur-containing product can be dispensed to the consumer.

Известен способ термической переработки твердого топлива, выбранный в качестве прототипа, включающий газификацию твердого топлива в присутствии водяного пара, подачу непрореагировавшего топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя с последующим разделением газообразных и твердых продуктов (а.с. СССР N 850649 C 10 B 49/00, C 10 J 3/00 от 30.07.81). A known method of thermal processing of solid fuels, selected as a prototype, comprising the gasification of solid fuels in the presence of water vapor, the supply of unreacted fuel for re-gasification in the presence of an oxidizing agent, followed by the separation of gaseous and solid products (A.S. USSR N 850649 C 10 B 49 / 00, C 10 J 3/00 dated 07/30/81).

Указанный способ не обеспечивает полную переработку исходного сырья и извлечение ценных компонентов, и потребителю могут отпускаться только синтез-газ и серусодержащий продукт. The specified method does not provide a complete processing of the feedstock and the extraction of valuable components, and only synthesis gas and a sulfur-containing product can be dispensed to the consumer.

Известна энерготехнологическая установка с плазменной переработкой низкосортного твердого топлива, включающая реактор плазменной переработки угля, систему потребителей электроэнергии, синтез-газа, и систему отвода шлака (а. с. СССР N 1744101, C 10 J 3/18, от 30.06.92 г.). A well-known energy-technological installation with plasma processing of low-grade solid fuels, including a plasma processing reactor for coal, a system of consumers of electricity, synthesis gas, and a system for slag removal (A.S. USSR N 1744101, C 10 J 3/18, from 30.06.92, )

Недостатком известной установки является низкая эффективность переработки и неполное извлечение ценных компонентов, в результате чего потребителю могут отпускаться сравнительно дешевые химические продукты синтез-газа и серусодержащий продукт, при загрязнении окружающей среды. A disadvantage of the known installation is the low processing efficiency and incomplete extraction of valuable components, as a result of which relatively cheap chemical products of synthesis gas and sulfur-containing product can be dispensed to the consumer during environmental pollution.

Прототипом установки является энерготехнологическая установка, содержащая футерованный газификатор, для получения синтез-газа с установленным в его нижней части плазмотроном, а в верхней - дозатором передачи твердого низкосортного топлива и патрубками отвода нагретого синтез-газа и отвода шлака (А. Г. Артамонов. Переработка различных органических отходов в плазмохимическом реакторе. В кн. Аппараты высокотемпературной техники. -М.: Московский институт химического машиностроения, Межвузовский сборник научных трудов. 1988, с. 63-64). The prototype of the installation is an energy-technological installation containing a lined gasifier to produce synthesis gas with a plasma torch installed in its lower part and a low-grade solid fuel dispenser and heated synthesis gas discharge pipes and slag pipes (A. G. Artamonov. Processing various organic wastes in a plasma-chemical reactor. In the book Apparatuses for High-Temperature Technology. -M.: Moscow Institute of Chemical Engineering, Interuniversity Collection of Scientific Works. 1988, p. 63-64).

Энерготехнологическая установка предназначена исключительно для получения газа, при этом твердый материал используется практически полностью, а отходами являются зола и шлак. Конструктивная особенность указанной установки не обеспечивает достаточной гибкости технологического процесса в отношении производства других продуктов, а также в отношении температурных условий в отдельных ступенях, таким образом не обеспечивается полное извлечение полезных компонентов, т. е. безотходная технология переработки твердого топлива. The power plant is designed exclusively for gas production, while the solid material is used almost completely, and the waste is ash and slag. The design feature of this installation does not provide sufficient flexibility of the technological process with respect to the production of other products, as well as with respect to temperature conditions in individual steps, thus the complete extraction of useful components is not ensured, i.e., waste-free solid fuel processing technology.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования способа термической переработки твердого топлива путем создания цикла безостаточной переработки твердого топлива регулируемыми по температуре и давлению плазменными струями, который обеспечивает безотходную технологию извлечения полезного товарного продукта, а именно синтез-газа, ферросплавов и волокнистых материалов, при сохранении чистоты окружающей среды. The basis of the present invention is the task of improving the method of thermal processing of solid fuel by creating a cycle of residual processing of solid fuel with temperature and pressure controlled plasma jets, which provides a waste-free technology for the extraction of useful commercial product, namely synthesis gas, ferroalloys and fibrous materials, while maintaining purity the environment.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования электротехнологической установки термической переработки твердого топлива путем создания цикла безостаточной переработки твердого топлива за счет последовательной установки по ходу технологического процесса соответствующих аппаратов извлечения товарного продукта, что обеспечивает эффективность безотходной технологии получения готового продукта при сохранении чистоты окружающей среды. The present invention is based on the task of improving the electrotechnological installation of thermal processing of solid fuel by creating a cycle of residual processing of solid fuel due to the sequential installation of appropriate apparatus for the extraction of a commercial product during the technological process, which ensures the efficiency of a waste-free technology for producing the finished product while maintaining a clean environment.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе термической переработки твердого топлива, включающем газификацию низкосортного твердого топлива в присутствии газифицирующего агента, подачу непрореагировавшего низкосортного твердого топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя с последующим разделением газообразных и твердых продуктов, согласно изобретению подачу низкосортного твердого топлива осуществляют дозировано, путем продувки слоев твердого низкосортного топлива окислительной плазменной струей, при этом поддерживают температуру газообразных продуктов газификации и их отвода от 1650 до 1850 К и устанавливают динамический напор плазменных струй в диапазоне 6000 - 15000 Па и ими направляют полученный синтез-газ в высокотемпературный ресивер и далее потребителю. После полного отвода синтез-газа из газификатора непрореагировавший остаток дополнительно нагревают до образования расплава, который сливают в накопитель расплава, где осуществляют его продувку восстановительной плазменной струей при температуре 2000 - 2050 К для дополнительного получения ферросилиция с последующей его подачей потребителю, а обедненный расплав подают в стабилизирующий реактор, в котором поддерживают температуру в пределах 1600 - 1800 К путем регулирования тока плазмотрона, при этом плазменные струи распылительных плазмотронов направляют под углом 15o - 60o к оси струи обедненного расплава для дополнительного получения волокнистых материалов с последующей их подачей в зону формирования готового продукта.The stated technical problem is solved by the fact that in the known method of thermal processing of solid fuel, including gasification of low-grade solid fuel in the presence of a gasifying agent, supplying unreacted low-grade solid fuel to re-gasification in the presence of an oxidizing agent, followed by separation of gaseous and solid products, according to the invention, supplying low-grade solid fuel carry out dosed by blowing layers of solid low-grade oxidizing plasma fuel with a jet, while maintaining the temperature of the gaseous products of gasification and their removal from 1650 to 1850 K and setting the dynamic pressure of the plasma jets in the range of 6000 - 15000 Pa and they direct the resulting synthesis gas to a high-temperature receiver and then to the consumer. After complete removal of the synthesis gas from the gasifier, the unreacted residue is additionally heated to form a melt, which is poured into the melt accumulator, where it is purged with a reducing plasma jet at a temperature of 2000–2050 K to obtain additional ferrosilicon with its subsequent supply to the consumer, and the depleted melt is fed to a stabilizing reactor in which the temperature is maintained in the range of 1600 - 1800 K by adjusting the current of the plasma torch, while the plasma jets of the spray plasma torch new directed at an angle of 15 o - 60 o to the axis of the jet of depleted melt for additional production of fibrous materials with their subsequent supply to the zone of formation of the finished product.

Поставленная техническая задача решается тем, что известная энерготехнологическая установка термической переработки твердого топлива, содержащая футерованный газификатор для получения синтез-газа с установленным в его нижней части плазмотроном, а в верхней - дозатором подачи твердого низкосортного топлива и патрубком отвода нагретого синтез-газа, согласно изобретению, новым является то, что она дополнительно снабжена последовательно установленными по ходу технологического цикла накопителем расплава для дополнительного получения ферросилиция, стабилизирующим реактором и осадительной колонной для получения волокнистого материала, при этом в футерованном газификаторе для получения синтез-газа в одной плоскости с плазмотронами выполнена летка для впуска окислительного расплава, подсоединенная на выходе через футерованную канаву с накопителем расплава, в нижней части которого установлен погружной плазмотрон, и в котором на разных уровнях выполнены летки для выпуска потребителю восстановительного металла - ферросилиция, и обедненного расплава соответственно, последняя подсоединена к снабженному стабилизирующим плазмотроном стабилизирующему реактору, который в свою очередь подсоединен к фидеру, выполненному с электрообогреваемыми отверстиями для слива обедненного расплава, которые сообщены с осадительной колонной. В верхней части колонны установлены диаметрально друг к другу плазмотроны, плазменные струи которых направлены под углом 15o-60o к оси струи обедненного расплава. Согласно изобретению другим вариантом исполнения является то, что патрубок синтез-газа через трубопровод и обратный клапан сообщен с высокотемпературным ресивером, который на выходе может быть соединен с одним или более плазменных газификаторов, летки которых подсоединены через канаву друг к другу и к накопителю расплава. Согласно изобретению дозатор в виде двух герметических конусов, установленных подвижно с возможностью образования межконусного пространства, а упомянутые летки снабжены шиберными затворами.The stated technical problem is solved in that the well-known energy-technological installation for thermal processing of solid fuel, containing a lined gasifier for producing synthesis gas with a plasma torch installed in its lower part, and in the upper one, a low-grade solid fuel dispenser and a heated synthesis gas outlet pipe, according to the invention , new is that it is additionally equipped with a melt accumulator sequentially installed during the technological cycle for additional production erosilicon, a stabilizing reactor and a precipitation column for producing fibrous material, while in the lined gasifier to produce synthesis gas in the same plane as the plasma torches, a notch for the inlet of the oxidizing melt is made, connected at the outlet through the lined ditch with a melt accumulator, in the lower part of which there is a submersible a plasma torch, and in which tap holes are made at different levels for the release of reducing metal to the consumer - ferrosilicon, and depleted melt, respectively the latter is connected to a stabilizing reactor equipped with a stabilizing plasmatron, which in turn is connected to a feeder made with electrically heated drain holes for depleted melt, which are in communication with the precipitation column. In the upper part of the column, plasmatrons are installed diametrically to each other, the plasma jets of which are directed at an angle of 15 o -60 o to the axis of the depleted melt jet. According to the invention, another embodiment is that the synthesis gas pipe is connected through a pipeline and a non-return valve to a high-temperature receiver, which at the outlet can be connected to one or more plasma gasifiers, the notches of which are connected through a ditch to each other and to the melt accumulator. According to the invention, the dispenser is in the form of two hermetic cones mounted movably with the possibility of forming an inter-conical space, and the said slots are equipped with slide gates.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемого способа термической переработки твердого топлива заключается в том, что последовательность осуществляемых действий разделительного процесса путем воздействия регулируемыми по температуре и давлению в зависимости от этапа переработки плазменными струями обеспечивает глубокий процесс выгорания углеродсодержащих органических веществ, при котором происходит разделение на газообразные и жидкотекучие продукты, что приводит к полной утилизации твердого топлива и завершенности всего технологического цикла, осуществляемых в одной энерготехнологической установке при сохранении чистоты окружающей среды. A causal relationship between the totality of the features of the proposed method for the thermal processing of solid fuels is that the sequence of actions of the separation process by exposure to temperature and pressure, depending on the stage of processing by plasma jets, provides a deep burnout of carbon-containing organic substances, in which separation occurs gaseous and liquid products, which leads to the complete utilization of solid fuels and the perfection of the entire technological cycle carried out in one energy-technological installation while maintaining a clean environment.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемой энерготехнологической установки заключается в том, что расположенные по ходу технологического цикла и последовательно соединенные между собой газификатор, накопитель расплава, стабилизирующий реактор и осадительная колонна обеспечивают простоту и компактность конструкции. Благодаря наличию в каждом модуле автономных плазмотронов со своими системами регулирования температуры и давления модно осуществлять глубокий процесс выгорания углеродсодержащих органических веществ, при котором происходит разделение на газообразные и жидкотекучие продукты, при этом процесс утилизации осуществляется в заданном режиме, при сохранении чистоты окружающей среды. A causal relationship between the totality of the features of the claimed power plant is that the gasifier located in the course of the technological cycle and connected in series with each other, the melt accumulator, the stabilizing reactor and the precipitation column provide a simple and compact design. Due to the presence of autonomous plasmatrons in each module with their temperature and pressure control systems, it is fashionable to carry out a deep burnout of carbon-containing organic substances, in which there is a separation into gaseous and fluid products, while the disposal process is carried out in a predetermined mode, while maintaining a clean environment.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Предлагаемый способ был проведен при переработке твердого топлива для производства синтез-газа и сжигании его в цилиндрической вращающейся цементной обжиговой печи. После подачи низкосортного твердого топлива (угольный шлам) в надконусное пространство, подачу топлива прекращают и одновременно включают плазмотрон для подогрева печи до температуры 1300 К, после чего подают топливо в печь. Окислительные плазменные струи продувают слой топлива, нагревают его и углерод топлива, взаимодействуя с окислительной плазменной струей, имеющей среднемассовую температуру 2500 - 4000 К, переходит в газообразное состояние и в виде CO под напором плазменных струй в диапазоне 6000 - 15000 Па направляется в высокотемпературный ресивер. Подаваемая в плазмотрон с плазмообразующим воздухом вода конвертируется на кислород, который дополнительно участвует в окислении веществ, находящихся в твердом топливе, и водород, который в свободном виде или в виде высокомолекулярных соединений типа CnHn в смеси с CO, поступает в высокотемпературный ресивер при температуре 1650-1800 К и затем подавался потребителю.The proposed method was carried out during the processing of solid fuel for the production of synthesis gas and burning it in a cylindrical rotary cement kiln. After the supply of low-grade solid fuel (coal sludge) into the cone space, the fuel supply is stopped and the plasma torch is turned on at the same time to heat the furnace to a temperature of 1300 K, after which fuel is fed into the furnace. Oxidative plasma jets purge the fuel layer, heat it and carbon fuel, interacting with an oxidizing plasma jet having a mass-average temperature of 2500 - 4000 K, passes into a gaseous state and, in the form of CO, under the pressure of plasma jets in the range of 6000 - 15000 Pa, is sent to a high-temperature receiver. The water supplied to the plasma torch with plasma-forming air is converted to oxygen, which is additionally involved in the oxidation of substances in solid fuel, and hydrogen, which in free form or in the form of high molecular weight compounds of the type C n H n mixed with CO, enters the high-temperature receiver at temperature 1650-1800 K and then served to the consumer.

После окончания процесса газификации топлива, расплавленный остаток твердого топлива (расплав) подавался в накопитель расплава, который был оборудован погружным плазмотроном, генерирующим восстановительную плазменную струю со среднемассовой температурой 3000-4000 К. Восстановленные плазменные струи продували столб расплава и восстанавливают имеющиеся в нем окислы металлов, например окислы железа и кремния. Регулируя силу тока плазмотрона, доводили температуру расплава до 2000-2059 К - при этой температуре восстанавливался кремний, а затем - до 1700 - 1800 К для восстановления железа. Восстановленные металлы сливали в изложницы для использования его потребителем, а оставшийся обедненный расплав направляли в стабилизирующий реактор, в котором с помощью стабилизирующего плазмотрона поддерживали температуру обедненного расплава, обеспечивающую его слив через электрообогреваемые отверстия. Струи обедненного расплава направляли на распылительные плазмотроны, расположенные под углом 15 - 60o к оси струи обедненного расплава, температуру которых поддерживали в диапазоне 1600 - 1800 К, при этом были получены волокнистые материалы, которые затем направляли в зону формирования готовой продукции - матов, плит.After the gasification of the fuel was completed, the molten solid fuel residue (melt) was fed into the melt accumulator, which was equipped with a submersible plasmatron generating a reducing plasma jet with a mass-average temperature of 3000–4000 K. The recovered plasma jets blew the column of the melt and reduced the metal oxides present in it. for example, iron and silicon oxides. By adjusting the current of the plasma torch, the melt temperature was adjusted to 2000–2059 K — silicon was restored at this temperature, and then to 1700–1800 K for iron reduction. The reduced metals were poured into the molds for use by the consumer, and the remaining depleted melt was sent to a stabilizing reactor, in which the depleted melt temperature was maintained using a stabilizing plasma torch, which ensured its discharge through electrically heated holes. The depleted melt jets were directed to spray plasmatrons located at an angle of 15-60 ° to the axis of the depleted melt jet, the temperature of which was maintained in the range of 1600 - 1800 K, while fibrous materials were obtained, which were then sent to the formation zone of the finished product - mats, plates .

Таким образом, экспериментально было установлено, что при газификации 0,7 т/час угля по заявляемому способу в заявляемой установке, состоящей из двух плазменных модулей-газификаторов, производится количество синтез-газа, эквивалентное 7000 м3/ч природного газа, до 2 м3/ч утеплительных пит, матов, и до 70 мг/час ферросилиция. При этом электрическая мощность, потребляемая плазмотронами одного модуля, составляет около 1000 кВт-ч.Thus, it was experimentally found that during gasification of 0.7 t / h of coal according to the claimed method, the amount of synthesis gas equivalent to 7000 m 3 / h of natural gas, up to 2 m, is produced in the inventive installation, which consists of two plasma gasifier modules 3 / h of insulating pits, mats, and up to 70 mg / hour of ferrosilicon. In this case, the electric power consumed by the plasmatrons of one module is about 1000 kWh.

Затраты на производство угля, эквивалентно природному количеству синтез-газа, в 5,22 раза меньше, чем стоимость природного газа. The cost of coal production, equivalent to the natural amount of synthesis gas, is 5.22 times less than the cost of natural gas.

На фиг. 1 приведена схема энерготехнологической установки для осуществления способа термической переработки твердого топлива. На фиг. 2 приведена схема подсоединения трех модулей газификаторов. In FIG. 1 shows a diagram of an energy-technological installation for implementing the method of thermal processing of solid fuel. In FIG. 2 shows a connection diagram for three gasifier modules.

Энерготехнологическая установка для переработки твердого топлива содержит плазменный газификатор 1, состоящий из металлического корпуса 2, футерованного огнеупорным кирпичем 3. В нижней боковой стенке газификатора установлены плазмотроны 4. В одной горизонтальной плоскости с плазмотронами выполнена летка 5 для выпуска расплава, оснащенная шиберным затвором 6. В верхней части плазменного газификатора установлена система для загрузки низкосортного топлива, включающая в себя два подвижных один относительно друг друга, конуса 7. В подконусном пространстве выполнен футерованный патрубок 8 отбора синтез газа, соединяющий футерованным трубопроводом 9, через обратный клапан 10, газификатор с высокотемпературным ресивером 11. Высокотемпературный ресивер 11 состоит из герметичного стального корпуса 12, футерованного огнеупорным кирпичем 13. Из ресивева 11 синтез-газ через трубопровод 14 подается к потребителю. An energy-technological installation for processing solid fuel contains a plasma gasifier 1, consisting of a metal casing 2, lined with refractory brick 3. Plasmatrons 4 are installed in the lower side wall of the gasifier. A groove 5 is made in the same horizontal plane as the plasmatrons for releasing the melt, equipped with a slide gate 6. B the upper part of the plasma gasifier is installed a system for loading low-grade fuel, which includes two movable one relative to each other, cone 7. Into the cone The space is made of a lined pipe 8 for sampling synthesis gas, connecting the lined pipe 9, through a check valve 10, a gasifier with a high-temperature receiver 11. The high-temperature receiver 11 consists of a sealed steel casing 12, lined with refractory brick 13. From the receiver 11, the synthesis gas through the pipe 14 served to the consumer.

Летка 5 соединена футерованной канавкой 15 с футерованным накопителем расплава 16, в нижней части которого установлен погружной плазмотрон 17 для продувки расплава окислов металлов (шлаков). В нижнем уровне накопителя 16 установлена летка 18 слива восстановленного металла, а в верхнем уровне летка 19 слива обедненного расплава в стабилизирующий реактор 20. В верхней части реактора 20 установлен стабилизирующий плазмотрон 21, а к нижней части присоединен фидер 22 с электрообогреваемым отверстием 23 для слива расплава. К отверстию 23 пристыкована осадительная колонна 24, в верней части которой установлены под углом к оси струи обедненного расплава, распылительные плазмотроны 25. В нижней части осадительной колонны 24 установлен конвейер 26 для перемещения волокнистых материалов в зону формирования плит (матов) 27. The letka 5 is connected by a lined groove 15 with a lined melt accumulator 16, in the lower part of which an immersion plasma torch 17 is installed to purge the molten metal oxides (slags). At the lower level of drive 16, a recess 18 of the reduced metal discharge is installed, and at the upper level of the recess 19, the depleted melt is discharged to a stabilizing reactor 20. A stabilizing plasma torch 21 is installed in the upper part of the reactor 20, and a feeder 22 with an electrically heated hole 23 for melt draining is attached to the lower part . A precipitation column 24 is docked to the hole 23, in the upper part of which are installed at an angle to the axis of the depleted melt stream, spray plasmatrons 25. A conveyor 26 is installed in the lower part of the precipitation column 24 for moving fibrous materials into the zone of formation of plates (mats) 27.

Другим исполнением изобретения является фиг. 2, где газификаторы 1 соединены футерованной канавой 15 и общей системой загрузки угля 28. Газификаторы подсоединены к общему высокотемпературному ресиверу 11 через трубопроводы 9 и обратные клапаны 10. Another embodiment of the invention is FIG. 2, where the gasifiers 1 are connected by a lined ditch 15 and a common coal loading system 28. The gasifiers are connected to a common high-temperature receiver 11 through pipelines 9 and check valves 10.

Энерготехнологическая установка переработки твердого топлива работает следующим образом. Power engineering installation for processing solid fuel is as follows.

Конвейером 28 низкосортное твердое топливо подают на верхний загрузочный конус 7, после заполнения надконусного пространства, подачу топлива прекращают и пересыпают в межконусное пространство. Одновременно включают плазмотроны 4 для прогрева газификатора 1. После прогрева газификатора до температуры 1300 К опускают нижний конус 7 и пересыпают уголь в газификатор 1. Затем загружают новую порцию топлива на верхний конус 7. Окислительные плазменные струи плазмотронов подают слой топлива, нагревают его и углерод топлива, взаимодействуя с окислительной плазменной струей, имеющей среднемассовую температуру 2500 - 4000 К, переходит в газообразное состояние и в виде CO через патрубок 8 поступает в высокотемпературный ресивер 11. Подаваемая в плазмотрон с плазмообразующим воздухом вода конвертируется на кислород, который дополнительно участвует в окислении веществ, находящихся в топливе, и водород, который в свободном виде или в виде высокомолекулярных соединений типа CnHn в смеси с CO, поступает в ресивер 11. Для придания жидкотекучести образующемуся при газификации углерода топливу, процесс газификации проводят при температуре 1650-1800 К. Нагретый до температуры 1650-1850 К синтез-газ, состоящий из 40-43% CO и 57-60% H2 через патрубок 8, трубопровод 9 и обратный клапан 10 подается в высокотемпературный ресивер 11. Обратный клапан 10 предназначен для запирания трубопровода 9 в момент загрузки газификатора 1 или замены плазмотронов 4. Синтез-газ подается в ресивер 11 за счет давления в диапазоне 6000-15000 Па в газификаторе 1, которое создается плазмотронами 4. Из высокотемпературного ресивера 11 нагретый до температуры 1600-1800 К синтез-газ через трубопровод 14 подается к потребителю.Conveyor 28 low-grade solid fuel is fed to the upper loading cone 7, after filling the cone space, the fuel supply is stopped and poured into the inter-cone space. At the same time, the plasma torches 4 are turned on to warm the gasifier 1. After the gasifier is heated to a temperature of 1300 K, the lower cone 7 is lowered and coal is poured into the gasifier 1. Then a new portion of fuel is loaded onto the upper cone 7. Oxidation plasma jets of the plasma torches supply a layer of fuel, heat it and fuel carbon interacting with an oxidizing plasma jet having a mass-average temperature of 2500 - 4000 K, it passes into a gaseous state and enters the high-temperature receiver 11 in the form of CO through a nozzle 8. zmotron with air plasma forming water is converted to oxygen, which additionally participates in the oxidation of substances in the fuel, and hydrogen, which is in free form or in the form of high molecular weight compounds of the type C n H n in admixture with CO, is supplied to the receiver 11. In order to impart fluidity the gas generated during the gasification of carbon, the gasification process is carried out at a temperature of 1650-1800 K. Heated to a temperature of 1650-1850 K synthesis gas, consisting of 40-43% CO and 57-60% H2 through pipe 8, pipe 9 and check valve 10 fed to high temperature Urine receiver 11. The non-return valve 10 is designed to lock the pipeline 9 at the time of loading the gasifier 1 or replacing the plasmatrons 4. The synthesis gas is supplied to the receiver 11 due to the pressure in the range 6000-15000 Pa in the gasifier 1, which is created by the plasma torches 4. From the high-temperature receiver 11 heated to a temperature of 1600-1800 K synthesis gas through a pipe 14 is supplied to the consumer.

После окончания процесса газификации угля, открывают шиберный затвор 6 и расплавленное топливо через летку 5 выливают в футерованную канаву 15, по которой расплав поступает в накопитель расплава 16. Одновременно с подачей расплава в накопитель 16 включают погружной плазмотрон 17, генерирующий восстановительную плазменную струю со среднемассовой температурой 3000-4000 К. Плазмотрон 17 установлен у дна накопителя 16, и плазмотрон 17, продувая столб расплава, восстанавливает имеющиеся в нем окислы металлов, например окислы железа и кремния. Температуру расплава при продувке его восстановительной плазмой доводят до величины 2000-2050 К, и при этой температуре интенсивно восстанавливается кремний. Температура восстановления железа значительно ниже и достигает величины 1700-1800 К. Восстановленные металлы через нижнюю летку 18 сливаются в изложницы для потребителя, а обедненный расплав через верхнюю летку 19 сливают в стабилизирующий реактор 20. Стабилизирующим плазмотроном 21 поддерживают температуру обедненного расплава на уровне, обеспечивающем его слив через электрообогреваемые отверстия 23, выполненные в фидере 22. Струя обедненного расплава через отверстия 23 поступает на распылительное плазменное устройство, состоящее из двух плазмотронов 25, расположенных под углом 15-60o к оси струи расплава. Такое размещение плазмотронов позволяет изменять степень воздействия динамического напора плазмы на струю расплава и тем самым получать заданные механические свойства волокон. За счет воздействия плазменной струи на обедненный расплав, формируемые волокна не испытывают термического удара (при раздуве холодным воздухом происходит термический удар и волокна становятся ломкими) и качество волокон повышается. Распыленные плазмотронами волокна оседают в осадительной колонне 24 на сеточный конвейер 26, который выносит волокнистые материалы в зону формирования готовой продукции - потребителю.After the gasification of coal is completed, the slide gate 6 is opened and the molten fuel is poured through the groove 5 into the lined ditch 15, through which the melt enters the melt accumulator 16. Simultaneously with the supply of the melt to the accumulator 16, an immersion plasmatron 17 is generated that generates a recovery plasma jet with a mass-average temperature 3000-4000 K. The plasma torch 17 is installed at the bottom of the drive 16, and the plasma torch 17, blowing the melt column, restores the metal oxides present in it, such as iron and silicon oxides. When the melt is purged with a reducing plasma, it is brought to a value of 2000–2050 K, and silicon is intensively reduced at this temperature. The reduction temperature of iron is much lower and reaches a value of 1700-1800 K. The reduced metals through the lower notch 18 are poured into molds for the consumer, and the depleted melt through the upper notch 19 is poured into a stabilizing reactor 20. The stabilizing plasmatron 21 maintain the temperature of the depleted melt at a level that ensures it drain through electrically heated holes 23 made in feeder 22. A jet of depleted melt through holes 23 enters a plasma spray device consisting of two plates motronov 25 disposed at an angle of 15-60 o to melt jet axis. This arrangement of plasmatrons allows you to change the degree of influence of the dynamic pressure of the plasma on the melt stream and thereby obtain the desired mechanical properties of the fibers. Due to the effect of the plasma jet on the depleted melt, the formed fibers do not experience thermal shock (when blowing with cold air, thermal shock occurs and the fibers become brittle) and the quality of the fibers improves. The fibers sprayed by the plasma torches settle in a precipitation column 24 onto a mesh conveyor 26, which carries the fibrous materials into the final product formation zone — the consumer.

Claims (3)

1. Способ термической переработки твердого топлива, включающий газификацию низкосортного твердого топлива в присутствии газифицирующего агента, подачу непрореагировавшего низкосортного твердого топлива на повторную газификацию в присутствии окислителя, отличающийся тем, что подачу низкосортного твердого топлива осуществляют дозированно, температуру отвода газообразных продуктов газификации поддерживают от 1650o до 1850oК путем продувки слоев твердого топлива окислительной плазменной струей, затем устанавливают динамический напор плазменной струи в диапазоне 6000 - 15000 Па и полученный синтез-газ плазменной струей направляют в высокотемпературный ресивер и далее потребителю, после полного отвода синтез-газа из газификатора непрореагировавший остаток нагревают до образования расплава, который сливают и осуществляют его продувку восстановительной плазменной струей при температуре 2000 - 2050oК для дополнительного получения ферросилиция с последующей его подачей потребителю, а обедненный расплав последовательно подают в стабилизирующий реактор, в котором поддерживают плазменными струями температуру в диапазоне 1600 - 1800oК, а затем - на распылительные плазменные струи, установленные под углом 15 - 60o к оси струи обедненного расплава для дополнительного получения волокнистых материалов, которые направляют в зону формирования готовой продукции.1. The method of thermal processing of solid fuels, including the gasification of low-grade solid fuels in the presence of a gasifying agent, the supply of unreacted low-grade solid fuels for re-gasification in the presence of an oxidizing agent, characterized in that the low-grade solid fuels are metered, the temperature of the removal of gaseous products of gasification is maintained from 1650 o up to 1850 o K by blowing layers of solid fuel with an oxidizing plasma jet, then set the dynamic pressure p a laser jet in the range of 6000 - 15000 Pa and the resulting synthesis gas by a plasma jet is sent to a high-temperature receiver and then to the consumer, after the synthesis gas is completely removed from the gasifier, the unreacted residue is heated until a melt is formed, which is drained and purged with a reducing plasma jet at a temperature of 2000 - 2050 o K for additional production of ferrosilicon with its subsequent supply to the consumer, and the depleted melt is subsequently fed to a stabilizing reactor, in which support plasma jets temperature in the range of 1600 - 1800 o K, and then on the spraying plasma jets installed at an angle of 15 - 60 o to the axis of the depleted melt jet to further obtain fibrous materials that are sent to the zone of formation of the finished product. 2. Энерготехнологическая установка для термической переработки твердого топлива, содержащая футерованный газификатор для получения синтез-газа с установленными в его нижней части плазмотроном, а в верхней - дозатором подачи низкосортного твердого топлива и патрубком отвода нагретого синтез-газа, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена последовательно установленными накопителем расплава для получения ферросплавов, стабилизирующим реактором и осадительной колонной для получения волокнистого материала, при этом футерованный газификатор снабжен дополнительными плазмотронами, которые установлены в плоскости расположения первого и летки для выпуска окислительного расплава, выполненной в нижней части газификатора и соединенной на выходе через футерованную канавку с накопителем расплава, в нижней части которого установлен погружной плазмотрон для продувки расплава и в котором на разных уровнях выполнены летки для выпуска полученного ферросплава и обедненного расплава соответственно, последние подсоединены к снабженному стабилизирующим плазмотроном стабилизирующему реактору, который на выходе подсоединен к фидеру, выполненному с электрообогреваемыми отверстиями для слива обедненного расплава, сообщенными с осадительной колонной, в верхней части которой диаметрально установлены не менее двух плазмотронов с возможностью направления плазменных струй под углом 15 - 60o к оси струи обедненного расплава, при этом патрубок отбора синтез-газа из газификатора через футерованный трубопровод с установленным в нем обратным клапаном сообщен с высокотемпературным ресивером, снабженным трубопроводом подачи синтез-газа потребителю, а дозатор выполнен в виде двух герметических конусов, установленных подвижно с возможностью образования межконусного пространства, причем вышеупомянутые летки снабжены шиберными затворами.2. An energy-technological installation for thermal processing of solid fuel, containing a lined gasifier for producing synthesis gas with a plasma torch installed in its lower part, and a low-grade solid fuel dispenser and a heated synthesis gas outlet pipe in the upper one, characterized in that it is additionally equipped sequentially mounted melt accumulator for producing ferroalloys, a stabilizing reactor and a precipitation column for producing fibrous material, while lined with the gasifier is equipped with additional plasma torches, which are installed in the plane of the first and the notch for the release of the oxidizing melt, made in the lower part of the gasifier and connected at the outlet through the lined groove with the melt accumulator, in the lower part of which there is an immersion plasmatron for blowing the melt and in which at different levels notches were made for the release of the obtained ferroalloy and depleted melt, respectively, the latter are connected to a stub equipped with a stabilizing plasmatron orizing reactor, which is connected at the outlet to a feeder made with electrically heated depleted melt drain holes in communication with a precipitation column, in the upper part of which at least two plasmatrons are diametrically installed with the possibility of directing plasma jets at an angle of 15-60 o to the axis of the depleted melt jet while the pipe for the synthesis gas from the gasifier through a lined pipe with a check valve installed in it is in communication with a high-temperature receiver equipped with a pipe the syngas supply house to the consumer, and the dispenser is made in the form of two hermetic cones mounted movably with the possibility of creating an inter-conical space, and the above-mentioned notches are equipped with slide gates. 3. Энерготехнологическая установка по п.2, отличающаяся тем, что высокотемпературный ресивер дополнительно подсоединен к одному или более плазменным газификаторам, летки которых подсоединены через футерованные канавы друг к другу и к накопителю расплава. 3. The energy-technological installation according to claim 2, characterized in that the high-temperature receiver is additionally connected to one or more plasma gasifiers, the notches of which are connected through lined ditches to each other and to the melt accumulator.
RU96109423A 1995-04-04 1996-05-06 Method and power-process plant for thermally processing solid fuel RU2125082C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA95041534/6104 1995-04-04
UA95041534 1995-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96109423A RU96109423A (en) 1998-08-20
RU2125082C1 true RU2125082C1 (en) 1999-01-20

Family

ID=21689054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109423A RU2125082C1 (en) 1995-04-04 1996-05-06 Method and power-process plant for thermally processing solid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2125082C1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006075978A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for organic fuel plasma-thermal processing and device for carrying out said method
WO2006081661A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Plasco Energy Group Inc. Coal gasification process and apparatus
WO2006104471A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for thermally processing domestic wastes and device for carrying out said method
WO2007097729A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Anatoly Timofeevich Neklesa Power-processing plant for solid fuel heat treatment
EA013626B1 (en) * 2008-07-14 2010-06-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing
AU2005237098B2 (en) * 2005-01-17 2012-01-19 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for thermal plasma processsing or organic fuel materials as well as an arrangement for carrying out the method
US8128728B2 (en) 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
US8306665B2 (en) 2006-05-05 2012-11-06 Plasco Energy Group Inc. Control system for the conversion of carbonaceous feedstock into gas
US8372169B2 (en) 2006-05-05 2013-02-12 Plasco Energy Group Inc. Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier
US8435315B2 (en) 2006-05-05 2013-05-07 Plasco Energy Group Inc. Horizontally-oriented gasifier with lateral transfer system
US8690975B2 (en) 2007-02-27 2014-04-08 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
RU2547084C2 (en) * 2013-07-05 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for metallurgical gasification of solid fuel
US9321640B2 (en) 2010-10-29 2016-04-26 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Межвузовский сборник научных трудов. Аппараты высокотемпературной техники. - М.: 1988, с. 63 - 64. Industr. And Engng. Chem. Process Desigh and Developm.", 1966, 5, N 1, 59 - 62. *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005237098B2 (en) * 2005-01-17 2012-01-19 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for thermal plasma processsing or organic fuel materials as well as an arrangement for carrying out the method
WO2006075978A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for organic fuel plasma-thermal processing and device for carrying out said method
WO2006081661A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Plasco Energy Group Inc. Coal gasification process and apparatus
WO2006104471A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Anatoly Timofeevich Neklesa Method for thermally processing domestic wastes and device for carrying out said method
WO2007097729A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-30 Anatoly Timofeevich Neklesa Power-processing plant for solid fuel heat treatment
US8128728B2 (en) 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
US8306665B2 (en) 2006-05-05 2012-11-06 Plasco Energy Group Inc. Control system for the conversion of carbonaceous feedstock into gas
US8372169B2 (en) 2006-05-05 2013-02-12 Plasco Energy Group Inc. Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier
US8435315B2 (en) 2006-05-05 2013-05-07 Plasco Energy Group Inc. Horizontally-oriented gasifier with lateral transfer system
US9109172B2 (en) 2006-05-05 2015-08-18 Plasco Energy Group Inc. Low temperature gasification facility with a horizontally oriented gasifier
US8690975B2 (en) 2007-02-27 2014-04-08 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
EA013626B1 (en) * 2008-07-14 2010-06-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Fossil brawn coal, oil shale and other caustobioliths integrated processing
US9321640B2 (en) 2010-10-29 2016-04-26 Plasco Energy Group Inc. Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation
RU2547084C2 (en) * 2013-07-05 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for metallurgical gasification of solid fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2125082C1 (en) Method and power-process plant for thermally processing solid fuel
US4181504A (en) Method for the gasification of carbonaceous matter by plasma arc pyrolysis
US4141694A (en) Apparatus for the gasification of carbonaceous matter by plasma arc pyrolysis
US9074152B2 (en) Plasma-assisted waste gasification system
US20090020456A1 (en) System comprising the gasification of fossil fuels to process unconventional oil sources
US4052172A (en) Process for gasifying coal or other carbon containing material
RU2294354C2 (en) Method of plasma thermal processing of organic fuel and plant for realization of this method
US20080222956A1 (en) System for the Conversion of Coal to a Gas of Specified Composition
WO2013106004A1 (en) Multi-ring plasma pyrolysis chamber
KR20090036546A (en) A heat recycling system for use with a gasifier
KR20110052604A (en) Method and device for producing low-tar synthesis gas from biomass
JP2011513517A (en) Multi-zone carbon conversion system using plasma melting
US20090077889A1 (en) Gasifier
US20090077891A1 (en) Method for producing fuel gas
KR101096632B1 (en) Top feeding dual swirling gasifier
RU2663144C1 (en) Method of gasification of solid fuel and device for its implementation
RU96109423A (en) METHOD FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL AND ENERGY TECHNOLOGICAL INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2631808C2 (en) Method of gasifying fuel biomass and device for its implementation
NZ210165A (en) Gasification of pulverulent carbonaceous starting material
EP2197986A1 (en) Gasifier
CN109370657B (en) Multi-phase material internal cooling gasification furnace
RU2325423C2 (en) Energy process plant for solid fuel thermal processing
KR101570203B1 (en) Apparatus and method for manufacturing mineral fibers using brown gas
KR100424151B1 (en) Apparatus for gasfication melting of the variety waste
RU2680135C1 (en) Device and method of plasma gasification of a carbon-containing material and unit for generation of thermal/electric energy in which the device is used

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090507